探究“花生種子大小的變異”實驗的課后反思

王芳

在人教版生物教科書八年級下冊第七單元第二章第五節生物的變異的學習時，筆者進行實驗探究了“花生種子大小的變異”這個實驗，此實驗是為了說明生物的變異是普遍存在的，利用這個實驗過程及實驗后的討論，讓學生說出并認同生物的性狀既受遺傳物質的控制，又受環境因素的影響，并通過實驗讓學生初步體驗調查生物變異的方法，提高其處理數據和分析數據的能力。

關于這個探究活動，筆者注意了以下幾點：

（1） 課前準備好實驗材料。實驗材料包括大、小兩種品種的花生種子、培養皿、探究報告冊等。筆者用的是花生的種子，課本上用的是果實。教師準備：不同品種的花生放置在不同的培養皿里，每個培養皿里放置30粒相同品種的花生，保證裝有不同品種花生的培養皿數量參半，隔組發放裝有大、小花生的培養皿。學生自備筆、尺子、計算器和探究報告冊。

（2） 課前分好小組，每4個人為一個實驗小組，為了節省時間，探究前要求他們自行分工，要求2個測量員測量花生的長度。1個記錄員把測量到的數據記錄在探究報告冊中的表格中，另外一個人拿著計算器記錄測量員的數據，并計算出本組花生種子長度的平均值。

（3） 探究前教師展示大、小2個品種的花生，讓學生確定大花生的種皮顏色是粉紅的，小花生的種皮顏色是鮮紅的，避免大、小花生不分引起記錄錯誤，從而影響實驗的效果。

（4） 各組花生在7個班循環使用的，所以每個班在實驗前都要讓他們自己去數一下培養皿中的花生數量，避免實驗中損壞或者丟失，要保證每組都有30粒。如果有缺失，讓學生自己到備用的同種品種的花生中去隨機拿取，補充夠30粒。還要注意檢查同一組培養皿中是否裝有不同品種的花生，如果有大小花生混合在一起，要把個別不同品種的花生拿出來，并填補空缺。

（5） 建議測量種子的長軸的長度，以mm為單位，四舍五入記錄數據。

（6） 要求每組的平均值計算出來記錄在黑板上，逐一匯報各組的實驗結果。然后把各組大花生匯報上來的平均值再求平均值，把各組小花生匯報上來的平均值再求平均值，最后比較大、小花生二次平均值的長度，確定大、小花生種子長度上的差異。

（7） 實驗測量的時間控制在5 min以內，以使討論的時間充足。

（8） 實驗結束，迅速收回實驗材料，以免在討論和繼續新課的時候部分學生玩弄花生和培養皿，影響上課效率。

下面是筆者對這個探究實驗中的反思：

（1） 教材中是探究“花生果實大小的變異”，而本實驗材料是花生的種子，外面的果皮是剝掉的，所以，就只能探究“花生種子大小的變異”。不論是花生的果實還是種子都應該能體現生物的變異現象。教師把花生果實換成瓜子和玉米的果實，也容易在課堂上測量。

（2） 測量的數據單位不統一，有的平均值上報的是1.35 cm，有的上報的是13.5 mm，可以統一調整為毫米。其實即使是以毫米為單位，做到四舍五入，最后計算出的平均也有可能是帶有小數點的，不能再隨意舍去，這樣有利于比較出大、小花生平均值的差異。學生的尺子都是以mm為基本單位的，但是筆者發現在探究報告冊上也有人把測量的每一個數據記錄為12.7或者13.4等字樣，沒有做到測量的四舍五入。

（3） 告訴學生在準備花生時是隨便裝的，不是在大花生中挑大的，也不是在小花生中挑小的，而是隨機取樣，包括在檢查填補時也要做到隨機取樣，避免個人的主觀因素影響，能使實驗更加真實，從而減少誤差。

（4） 同一個實驗在七個班中進分，最后一個班實驗誤差很大，實驗失敗，出現了大花生二次平均值是13.1 mm，而小花生二次平均值13.2 mm，而在前六個班的實驗結果中，基本保持在大花生比小花生的二次平均值約長出1 mm，可以得出大、小花生表現出相對性狀，花生存在變異現象。實驗后，教師立即引導學生分析了實驗失敗的原因，發現沒有區別出大、小花生，明明是紅皮花生，卻誤認為是大花生；在匯報平均值時，反復修改數據，造成情況紊亂；也可能是因為學生在測量時的方法不對，還可能是在測量時遺漏了花生或者遺漏了數據，在計算平均值時卻以30作分母，就使得數據比實際情況小很多。

（5） 為了節省時間，探究是4人為一組，每組探究一個品種的花生，基本每個班有5～7組研究大花生和5～7組研究小花生，最后把不同小組的數據整合在一起，填寫出探究報告冊上大花生和小花生的測量數據。在實驗中，有速度快的小組把別的組的不同品種的花生拿過來也探究了。其實，如果時間充足，最好能讓每組的學生把大、小花生都測量一下，并把探究報告冊上的表格填寫完整，這樣同一組的測量方法和工具都是一樣的，就最大限度地減少了誤差，而且不用參考別人的數據，就能體現出花生長度的差異，這是應該改進的地方。

（6） 在測量過程中，學生親眼看到了花生的大小不是均勻的，而是大花生和小花生中都有粒大的和粒小的，也就是說同一品種花生個體的大小也表現出不同的性狀，存在差異。

（7） 在討論中，大花生的平均長度比小花生的要長，這種差異是由體內的遺傳物質控制的。把大花生品種的種子種在貧瘠的土壤中，把小花生品種種在肥沃的土壤中，它們結出的種子都會發生變化，小花生的種子會變大，大花生的種子會變小，是因為環境的改變影響生物性狀的表現。這種單純由環境引起的變異，如果沒有影響到遺傳物質基礎，就不會遺傳給后代。從上述討論中可以啟示學生，花生種子長度的變異，主要是由體內的遺傳物質控制，還受環境的影響，任何性狀都是控制該性狀的基因和環境共同作用的結果，所以基因組成相同的大花生，種子的長度有長有短，這主要是環境引起的變異。但環境影響引起的變異程度是有限度的，所以大、小花生的種子長度總在一定范圍內波動，花生的品種是不變的，大花生仍然是大花生，小花生仍然是小花生。

（8） 如果把人工選擇形成高產奶牛的方法應用到花生上，在小花生中挑選粒大的，種在肥沃的土壤中，培育出大一點的子一代小花生，再在這一代的小花生中挑選粒大的，種在肥沃的土壤中，培育出再大一點的子二代的小花生，這時的子二代小花生比以前的小花生要大。如果反復這樣選擇、繁育，那么應該可以得到更大的花生，這時花生內部的遺傳物質應該也能發生變化，這種由環境改變而引起內部遺傳物質改變的變異可以遺傳到下一代。

用基因來解釋的話，小花生變異成大花生就講不通。假設A為顯性基因控制性狀“大”，a為隱性基因控制性狀“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型為aa，那么小花生不管怎么人工選擇，也不會出現A的基因，后代也都是aa，也就是說，用基因解釋的話，永遠解釋不了，永遠小花生都長不大，這種變異就遺傳不下去，和推理不吻合。

反過來，如果人工選擇形成高產奶牛的方法應用到花生上，在大花生中挑選粒小的，種在貧瘠的土壤中，培育出小一點的子一代小花生，再在這一代的大花生中挑選粒小的，種在肥沃的土壤中，培育出再小一點子二代的大花生，這時的子二代大花生比以前的大花生要小。如果反復這樣選擇、繁育，那么應該可以得到更小的花生，這時花生內部的遺傳物質應該也能發生變化，這種由環境改變而引起內部遺傳物質改變的變異可以遺傳到下一代。

也可用基因來解釋，大花生變異成小花生就能講通。假設A為顯性基因控制性狀“大”，a為隱性基因控制性狀“小”。大花生的基因型可能有AA或者Aa，小花生的基因型為aa，那么當大花生在人工選擇的情況下，選擇出了Aa的基因型，后代就有大有小兩種可能，可以得到大花生的AA、Aa和小花生的aa基因型的后代。再人工選擇出小一點的子代花生，它們的基因都應該是aa，后代也不會出現A的基因了，所以遺傳物質改變了，并且屬于可遺傳的變異，和我們的推理相吻合。

當然，實際生活中，人類只會發展對人類有利的變異，只會研究使花生變大和提高產量的方法。人類利用了太空條件把普通甜椒變成了超級大的太空椒，那么用同樣的方法也能把花生的遺傳物質改變了，產生超級大的花生。這種方法的效果立竿見影，不用一代又一代的選擇，能節省寶貴的時間和大量的人力資源。

（9） 實驗結束，探究報告冊的填寫是重要環節。下面是學生完成的探究報告冊，筆者摘抄了一部分參考：

① 表1是本探究的實驗數據的測量記錄：

學生還計算出了平均值，并記錄在表格的上面：小花生平均值是：12.6 min；大花生平均值：14.5 min。

② 統計每個長度范圍內花生果實的數目（表2）。

學生根據實驗數據，繪制出圖表，最后總結結論：大花生和小花生的種子的長度是不同的，存在變異。

這三組圖表只是列舉出一個實驗小組的最終結果，是學生根據自己的測量數據繪制成的，當然，還有的學生根據數據繪制出了曲線圖。大多數教師可能不會注意到探究報告冊的填寫，只是簡單地算出平均值，通過比較得出大花生比小花生的平均長度，就結束了探究。殊不知探究報告冊的填寫不僅真實記錄下了實驗過程，學生通過整理數據，提高處理數據和分析數據的能力，通過繪圖培養開放性的思維能力。

以上是筆者在帶著學生做探究實驗全過程中的做法和課后反思，還有地方需要改進，完善探究，為今后的教學提供堅實的基礎，也為同行老師建立一個交流的平臺，歡迎大家批評指導！